Placas de som 3D

O A3D 1.0 usando na Monster Sound Original e em outras placas mais antigas ou mais simples ficou ultrapassado com o lançamento do Aureal 2.0 que traz vários recursos 3D novos, resultando em uma simulação bem mais real. O A3D 2.0 é suportado apenas pelas placas mais modernas, como a Monster Sound MX300. Estas APIs são implementadas via hardware, por isso, para suportar os recursos de uma nova API é necessário um novo chipset de som, não sendo possível atualizar via software.

No mundo real, o ambiente e obstáculos naturais causam distorção no som. Se você colocar dois despertadores, um dentro d’água e outro dentro de uma caixa de madeira, o som que ouvirá será muito diferente. Porém, usando o A3D 1.0, não existe este tipo de consideração, apenas é calculada a origem e a distância do som. Além de permitir simular a direção, o A3D 2.0 possui vários outros filtros que permitem sumular ecos, sons distorcidos pela água ou qualquer outro obstáculo e até mesmo determinar a intensidade do eco baseado no material que compõe a sala, isto significa por exemplo, um eco mais forte numa sala com paredes de pedra do que em outra com carpete. Entre os filtros permitidos pelo A3D 2.0 estão:

Reverb: Determinar a intensidade do eco baseado na distância dos objetos ou tamanho da sala. O eco será diferente numa sala grande e numa sala um pouco menor.

Reflections: O eco será diferente de acordo com o material que rebate o som, será mais intenso numa sala com paredes de pedra do que numa sala com carpete por exemplo.

Occlusions: Caso entre o espectador e a fonte de som exista algum obstáculo, será calculada a trajetória do som sendo rebatido entre várias paredes até chegar ao espectador (mais baixo ou distorcido) como na vida real. Caso não exista nenhuma abertura, o efeito calculará a distorção que o som sofrerá ao atravessar a parede. Se o vizinho ligar o som alto, você não ouvirá apenas o mesmo som mais baixo; devido à distância, obstáculos, etc., você ouvirá uma versão distorcida do som, com os graves sendo muito mais perceptíveis, etc. É justamente isso que este efeito faz.

Estes efeitos são conseguidos usando um recurso chamado “Wavetracing” ou “trajeto de onda” que consiste em analisar a geometria do cenário 3D para determinar como as ondas sonoras devem se comportar. Entretanto, estes efeitos não são automáticos, é preciso que os desenvolvedores os utilizem em seus jogos. Os primeiros jogos a utilizarem os recursos do A3D 2.0 foram Half-Life, Quake 3, Motorhead e Recoil, a maioria dos jogos em desenvolvimento incluirão suporte a ele e é de se esperar que sejam cada vez mais utilizados. Porém, a maioria dos títulos atualmente no mercado oferecem suporte apenas ao A3D 1.0. Estes jogos rodarão normalmente em placas mais avançadas, que suportem o A3D 2.0, mas claro que neste caso os recursos mais avançados não serão utilizados simplesmente por falta de suporte do software.

Outro porém é que os efeitos avançados utilizados pelo A3D 2.0 consomem um certo poder de processamento do processador principal, que sob as ordens do software é quem analisa a posição dos obstáculos, gerando as informações que permitem à placa de som gerar os efeitos corretamente. Isto corresponde a de 6 a 9% de utilização do processador em um Pentium II 400, o que resulta em uma diminuição considerável do frame-rate dos jogos. A maioria dos jogos com suporte ao A3D 2.0 oferecem a opção de desabilitar este recurso, que você pode utilizar para aumentar um pouco o frame-rate dos jogos mais pesados.

O A3D é a API utilizada na maioria das placas atualmente, mas não é a única; outra forte concorrente é a EAX, ou “Enviromental Audio Extensions” utilizada pelas placas que utilizam o chipsets EMU10K1, como a Sound Blaster Live. Assim como o A3D, o EAX também tem suas versões 1.0 e 2.0. Apesar dos efeitos sonoros serem bem parecidos, a maneira como são criados é muito diferente do A3D.

No EAX os efeitos são aplicados pelo programador do jogo. É ele quem determina quais efeitos serão usados em quais áreas, em quais superfícies, etc.; o programador tem liberdade para incluir sons específicos, etc. resultando em efeitos mais previsíveis.

O A3D por sua vez, não depende tanto do trabalho do programador, os efeitos são calculados com base na geometria das cenas, justamente por isso temos uma utilização maior do processador. Enquanto está desenhando os frames, o processador é incumbido de simultaneamente realizar os cálculos sonoros, baseado na posição dos objetos dentro do cenário 3D criado.

Na prática, os sons gerados pelo A3D são mais reais, porém, ao mesmo tempo mais imprevisíveis. É mais difícil perceber a localização do inimigo no Quake 3 usando o A3D do que usando o EAX, justamente porque no EAX os efeitos são mais previsíveis. Devido a isso, muitos jogadores preferem o EAX, dizendo que com ele têm um melhor domínio do jogo, sendo capazes de detectar as posições com mais facilidade. Outros jogadores preferem o A3D, argumentando que os efeitos são mais reais.

Por sinal esta é mais uma guerra santa dentro do mundo da informática, cada lado tem seus prós e contras, tornando a questão mera preferência pessoal. O ideal seria você ouvir as duas APIs em funcionamento para decidir qual prefere. A maioria dos jogos suporta as duas APIs, apesar de em alguns casos ser preciso baixar e instalar patches para ativar o suporte.

Um lançamento recente é a EAX 3.0, desenvolvida pela Creative. Esta nova API utiliza os recursos do EMU10K1 de maneira diferente da EAX 2.0, permitindo algumas melhorias sobre os efeitos gerados pela EAX 2.0:

Dynamic morphing between environments: Permite calcular como o som será rebatido por objetos em movimento.

Localized reflection clusters: Permite definir partes das superfícies que abafarão ou rebaterão o som com mais intensidade (uma almofada abafa o som, enquanto uma parede de tijolos o rebaterá com mais intensidade por exemplo). Mas, e se tivermos uma parte da parede acolchoada e outra lisa? Basta que o programador use este recurso

Individual reflections for distant echoes: Calcula o som sendo rebatido por objetos situados a várias distâncias diferentes do emissor. O resultado é que em algumas situações o eco é ouvido várias vezes, como na vida real.

Statistical reverberation model: Melhora o cálculo de distância entre os objetos, permitindo efeitos mais precisos.

Veja que a EAX 3.0 é uma API no sentido mais estrito da palavra, permite aos programadores de jogos utilizar novos recursos, porém, estes recursos só aparecerão se alguém se lembrar (ou souber) usá-los. É uma ferramenta a mais para os desenvolvedores melhorarem a qualidade de seus títulos, mas depende da boa vontade das software houses em realmente utilizá-la.

Finalmente, temos o Direct Sound 3D, implementado através do DirectX. Comparado com o A3D e o EAX, o Direct Sound possui efeitos bem limitados, mas já suficientes para gerar sons convincentes. Esta API é suportada pela maioria das palas de som PCI mais simples ou pelas placas “genéricas” sem marca, que não têm poder de processamento suficiente para suportar as APIs mais avançadas.